JP2004186650A - シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内部に半導体基板Wが配置される座ぐり21が形成され、該座ぐり21は、半導体基板Wの外周縁部を支持する上段座ぐり部21aと、該上段座ぐり部21aよりも中心側下段に形成された下段座ぐり部21bとを有する二段構成を成しており、下段座ぐり部21bに、裏面に貫通し、気相成長の際にも開放状態となる孔部22が形成されたサセプタ20を使用し、孔部22にCVD酸化膜1が臨むように半導体基板Wを配置して、該半導体基板Wの主表面上にシリコンエピタキシャル層を気相成長させる。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、半導体基板(以下、単に基板という。)の主表面上へのエピタキシャル層の気相成長は、反応容器内にサセプタを配し、このサセプタ上に基板を配置した状態で、基板を加熱装置により所望の成長温度に加熱するとともに、ガス供給装置により基板の主表面上に反応ガスを供給することによって行われる。
ところで、例えば、p+型のボロン(B)ドープ基板上にp−型のシリコンエピタキシャル層(以下、単にエピタキシャル層という。)を気相成長させる場合などのように、ドーパント濃度が高い(従って低抵抗率の)基板上に低濃度(従って高抵抗率)のエピタキシャル層を気相成長させる場合には、基板内より気相中に一旦放出されたドーパントがエピタキシャル層にドーピングされる現象(以下、オートドープという。)が発生する。このオートドープは、加熱により基板内から外方拡散するドーパント、及び、基板の表面が気相エッチングされることにより基板内から放出されるドーパントに起因して発生する。オートドープが発生すると、気相成長後のエピタキシャル層のドーパント濃度が、基板の中心から周縁部に向かうにつれて高くなってしまうという問題がある(逆に、p−/p+型あるいはn−/n+型の場合、抵抗率は中心から周縁部に向かうにつれて小さくなる)。
従来は、このようなオートドープが発生してしまうのを防止するため、基板の主裏面に常圧CVD(Chemical Vapor Deposition;化学的気相成長)法による酸化膜(以下、単にCVD酸化膜という)を形成している(特許文献1参照)。
基板の主裏面にCVD酸化膜を形成するには、キャリアガスとして窒素などの不活性ガスを用い、これに例えば、0.05容量%〜0.15容量%のモノシラン(SiH4)と、0.5容量%〜1.5容量%の酸素とを混合した窒素ガス雰囲気中で基板を350℃〜450℃の温度範囲に加熱する。すると、OH基を3重量%以上含むCVD酸化膜が形成される。
【0003】
【特許文献1】
特開平2−197128号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように基板の主裏面にCVD酸化膜を形成した場合には、CVD酸化膜は膜質がポーラスであり、その酸化膜中に水分が吸着されているため、エピタキシャル層を気相成長すると、CVD酸化膜から脱離した水分の影響で基板表面に形成されるエピタキシャル層の表面に微少な凹凸が形成され、集光灯下でヘイズ(haze)が観察されることがある。そして、このようなヘイズの発生は歩留まり低下の原因となる。
【0005】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、シリコンエピタキシャル層の表面に微少な凹凸が形成されることなく、ヘイズの発生を抑制できるシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法を提供することを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記のように、気相成長工程において、CVD酸化膜から脱離した水分の影響で基板表面に形成されるエピタキシャル層の表面に微少な凹凸が形成され、集光灯下でヘイズが観察されるのは、次のような理由に依るものと考えられる。
サセプタには、基板を位置決め状態で配置するための座ぐり(基板形状に近い凹部)が形成されており、この座ぐりに基板を配置しているが、気相成長の際に、特にCVD酸化膜のうちの気相成長用ガス導入側に近い酸化膜から脱離した水分は、気相成長用ガス導入側の気流に引っ張られて上昇し、基板の主表面側に回り込み易い。そして、水分は、気相成長用ガスとともに基板の主表面に形成されるエピタキシャル層に沿って流れ、エピタキシャル層の表面に微少な凹凸を形成する。
【0007】
このように、CVD酸化膜から脱離した水分は、座ぐりの基板を支持する側の面と基板の裏面との間の隙間を流れて基板の主表面側に回り込み、基板主表面のエピタキシャル層に沿ってガス排気側へと流れる。裏面に貫通する孔部を設けたサセプタを使用することによって、CVD酸化膜から脱離した水分は、孔部から水分をサセプタの下側に逃がすことができる。裏面に貫通する孔部を設けたサセプタの例としては、オートドープ防止対策用の特開平10−223545号公報がある。
しかしながら、特開平10−223545号公報に記載の孔部は座ぐりの最外周部にあるので、CVD酸化膜から脱離した水分は、孔部を介してサセプタの下側から座ぐり内に流入するガスとともに気相成長用ガスの気流に引っ張られて上昇し、基板主表面のエピタキシャル層に沿って流れてしまうので、結局、エピタキシャル層の表面に微少な凹凸が形成されてしまう。
【0008】
また、例えば、基板の座ぐりに対する滑り防止対策用の特開平8−8198号公報には、仕込みの際のガスを抜くための貫通孔を座ぐりに複数設けたサセプタが開示されている。ただし、座ぐりにおける貫通孔の形成位置については何ら開示がなく、例えば貫通孔を座ぐりの最外周部に設けた場合には、上記したように、CVD酸化膜から脱離した水分は基板主表面のエピタキシャル層に沿って流れてしまう。
さらに、特開平8−8198号公報に開示された貫通孔は、サセプタに直交して形成されているので、サセプタの裏面側からの輻射光が貫通孔を介して座ぐりに支持された基板に直接照射するため、貫通孔を介して直接的に加熱される箇所と、サセプタを介して加熱される箇所とが基板上に生じる。すなわち、基板において貫通孔に対応する箇所が局部的に加熱され易いので、このような貫通孔が複数形成されていることで、基板の温度分布にムラが生じてしまう。その結果、基板において貫通孔に対応する部位におけるエピタキシャル層の膜厚が厚くなり、全体として膜厚が不均一となる。
【0009】
そこで、上記課題を解決するため、本発明に係る第一のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法は、主裏面にCVD酸化膜が形成された半導体基板の主表面上にシリコンエピタキシャル層を気相成長することによってシリコンエピタキシャルウェーハを製造するシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法において、
内部に半導体基板が配置される座ぐりが形成され、該座ぐり内の最外周部よりも中心側に、裏面に貫通し、気相成長の際にも開放状態となる孔部が形成されたサセプタを使用し、
前記孔部に前記CVD酸化膜が臨むように前記半導体基板を配置して、該半導体基板の主表面上にシリコンエピタキシャル層を気相成長させることを特徴としている。
【0010】
ここで、サセプタには、リフトピン貫通用の孔部(以下、リフトピン用孔部という。)が形成されたものがあるが、リフトピン用孔部は、気相成長中、リフトピンの頭部により閉塞されてガスの流通が実質的に不可能となるため、ここでいう「気相成長の際にも開放状態となる孔部」には該当しない。なお、リフトピンとは、サセプタに対し昇降動作可能に設けられ、半導体基板を下面側から支持した状態で昇降動作するのに伴わせてサセプタ上に半導体基板を着脱するためのピンである。
【0011】
本発明のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法によれば、座ぐり内の最外周部よりも中心側に、裏面に貫通し、気相成長の際にも開放状態となる孔部が形成されたサセプタを使用し、孔部にCVD酸化膜が臨むように半導体基板を配置して半導体基板の主表面上にシリコンエピタキシャル層を気相成長させるので、半導体基板の主裏面に形成されたCVD酸化膜から気相成長の際の加熱によって脱離した水分を、孔部を介してサセプタの下側に円滑に放出させることができる。よって、CVD酸化膜から脱離した水分の影響により、エピタキシャル層の表面に微少な凹凸が形成され難くなり、ヘイズの発生を抑制できる。
つまり、孔部はCVD酸化膜に臨むように座ぐり内の最外周部よりも中心側に形成され、基板に覆われていることから、従来のように孔部が最外周部にある場合と異なり、水分が、孔部を介してサセプタの下側から座ぐり内に流入するガスとともに気相成長用ガスの気流に引っ張られて上昇しづらい。よって、基板の主表面側にCVD酸化膜からの水分が回り込み難くなり、ヘイズの発生を抑制できるのである。
【0012】
また、本発明では、前記孔部は、前記半導体基板の主裏面の外周縁部に臨む位置のみに形成されていることが好ましい。
基板の外周縁部に臨む位置に限定して孔部を形成することにより、サセプタの裏面側からの輻射光の影響を最小限にとどめることができる。そして、加熱等により半導体基板の主裏面に形成されたCVD酸化膜から放出される水分を、半導体基板の主表面側に回り込んでしまう前に孔部を介してサセプタの下側に放出させることができるので、サセプタの裏面側からの輻射光の影響を最小限にとどめながらヘイズの発生を抑制することができる。
【0013】
また、本発明に係る第二のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法は、主裏面にCVD酸化膜が形成された半導体基板の主表面上にシリコンエピタキシャル層を気相成長することによってシリコンエピタキシャルウェーハを製造するシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法において、
内部に半導体基板が配置される座ぐりが形成され、該座ぐりが、前記半導体基板の外周縁部を支持する上段座ぐり部と、該上段座ぐり部よりも中心側下段に形成された下段座ぐり部とを有する二段構成をなしており、前記下段座ぐり部に、裏面に貫通し、気相成長の際にも開放状態となる孔部が形成されたサセプタを使用し、
前記孔部に前記CVD酸化膜が臨むように前記半導体基板を配置して、該半導体基板の主表面上にシリコンエピタキシャル層を気相成長させることを特徴とする。
【0014】
この場合、半導体基板の外周縁部を支持する上段座ぐり部よりも中心側に形成された下段座ぐり部に形成された孔部は、必然的に、座ぐり内の最外周部よりも中心側に位置する。したがって、この孔部を介して、CVD酸化膜から脱離した水分を、サセプタの下側に円滑に放出させることができ、よって、エピタキシャル層の表面に微少な凹凸が形成され難くなり、ヘイズの発生を抑制できる。
【0015】
また、本発明では、前記孔部は、前記半導体基板の裏面側から加熱する熱源から、前記孔部を介して直接的に輻射される熱輻射を妨げることによって、前記半導体基板の局所的過熱を抑制する過熱抑制部を有することが好ましい。
【0016】
ここで、孔部が、サセプタの板面に直交する直線状である場合には、サセプタにより支持された半導体基板に、熱源から孔部を介して直接的に輻射され、半導体基板において孔部に対応する箇所が局部的に過熱され易く、この結果、半導体基板において孔部に対応する部位におけるシリコンエピタキシャル層の膜厚が厚くなってしまう。しかしながら、本発明では、孔部は過熱抑制部を有するので、熱源から半導体基板への孔部を介した直接的な熱輻射を妨げることができる。よって、半導体基板の局部的な過熱が抑制されて、シリコンエピタキシャル層の膜厚をより均一とすることができる。
【0017】
なお、前記過熱抑制部は、前記孔部をクランク状とすることにより設けられたものであることが好ましい。
また、前記過熱抑制部は、前記孔部を前記サセプタの厚み方向に対して直線状に傾斜させることにより設けられたものであっても良く、さらには、前記孔部を前記サセプタの厚み方向に対して湾曲させることにより設けられたものであっても良い。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[第1の実施の形態]
まず、本発明のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法に使用する気相成長装置の好適な一例としての枚葉式の気相成長装置の構成について説明する。
図1及び図2に示すように、気相成長装置10は、反応容器11、サセプタ20、サセプタ支持部材12、リフトピン13、加熱装置14a、14b、気相成長用ガス導入管15、パージガス導入管16、排気管17等を備えて構成されている。
【0019】
反応容器11は、サセプタ20が内部に配されて、該サセプタ20上に配置された1枚の半導体基板Wを、水素雰囲気下で熱処理して基板Wの主表面上にシリコンエピタキシャル層を気相成長させる場所である。
【0020】
サセプタ20は、シリコンエピタキシャル気相成長を行う際に、基板Wを支持するものであり、例えば炭化ケイ素で被覆されたグラファイトにより構成されている。このサセプタ20は、例えば、略円板状に構成され、その主表面には、該主表面上に基板Wを位置決めするための平面視円形状の凹部である座ぐり21が形成されている。
【0021】
この座ぐり21は、例えば、図3に示すように基板Wの外周縁部を支持する円環状の上段座ぐり部21aと、該上段座ぐり部21aよりも中心側下段に形成された下段座ぐり部21bとを有する二段構成を成している。これら上段座ぐり部21aおよび下段座ぐり部21bは、例えばともに略平面に形成されている。
下段座ぐり部21bの最外周部の円周上のみに、サセプタ20の裏面に貫通し、気相成長の際にも開放状態となる多数の孔部22が等間隔に形成されている。ここで、基板Wの外周縁部を支持する円環状の上段座ぐり部21aよりも中心側に形成された下段座ぐり部21bの孔部22は、必然的に、上段座ぐり部21aの最外周部に相当する座ぐり21内の最外周部よりも中心側に位置するとともに、基板Wの主裏面の外周縁部に望むようになっている。
そして、後述するが、このような孔部22にCVD酸化膜1が臨むように基板Wを配置して、該基板Wの主表面上にシリコンエピタキシャル層を気相成長させるようになっている。
【0022】
サセプタ支持部材12は、サセプタ20の裏面から該サセプタ20を支持し、矢印Aで示す上下方向に移動可能に配設されるとともに、矢印Bで示す方向に回転可能に配設されている。サセプタ支持部材12の先端部には、複数の支持アーム12aが放射状に分岐するように設けられている。
支持アーム12aの先端部は、サセプタ20の裏面に形成された凹部24(なお、図3〜図12には図示略)に嵌合され、これによりサセプタ20をその上面が略水平状となるように支持するようになっている。
【0023】
リフトピン13は、丸棒状に構成された胴体部13aと、該胴体部13aの上端部に形成され、座ぐり21に載置された基板Wを下面側から支持する頭部13bとを備えている。頭部13bは、基板Wを支持しやすいように胴体部13aに比べて拡径されている。
リフトピン13は、座ぐり21の底面に形成されたリフトピン用孔部23に挿通され、その頭部13bが座ぐり21の底面に望むように配設されている。さらに、リフトピン13の胴体部13aは、支持アーム12aに形成された貫通孔12bを貫通している。
【0024】
加熱装置14a、14bは、サセプタ20上に載置された基板Wを所望の成長温度に加熱する装置である。加熱装置14a、14bとしては、例えば、ハロゲンランプ等が挙げられる。
【0025】
気相成長用ガス導入管15は、原料ガス(例えば、トリクロロシラン)及びキャリアガス(例えば、水素)を含む気相成長用ガスを反応容器11内のサセプタ20上側の領域に導入して該サセプタ20上の基板Wの主表面上に供給する。
パージガス導入管16は、反応容器11に対して、気相成長用ガス導入管15と同じ側に設けられて、パージガス(例えば、水素)を反応容器11内のサセプタ20下側の領域に導入する。
排気管17は、反応容器11に対して、気相成長用ガス導入管15及びパージガス導入管16と反対側に設けられて、反応容器11からガス(気相成長用ガス及びパージガス)を排気する。
【0026】
次に、上述した構成の気相成長装置10を用いて、主裏面にCVD酸化膜1が形成された基板Wに、シリコンエピタキシャル層を気相成長することによってシリコンエピタキシャルウェーハWを製造するシリコンエピタキシャルウェーハWの製造方法について説明する。
なお、CVD酸化膜1は、基板Wの主裏面に、常圧CVD法によって形成されるものであり、具体的には、キャリアガスとなる窒素ガス等の不活性ガスに、モノシラン(SiH4)と、酸素とを所定割合に混合した成長ガス雰囲気中で基板Wを加熱することによって形成される。
【0027】
まず、図1に示すように、基板Wを反応容器11内のサセプタ20により支持させる。
このためには、リフトピン13上に基板Wを受け渡すために、各リフトピン13を互いに略等量だけサセプタ20上面より上方に突出するように該サセプタ20に対し相対的に上昇させる。すなわち、サセプタ支持部材12を下降させる動作に伴わせてサセプタ20を下降させていき、この下降の過程でリフトピン13の下端部が反応容器11の内部底面に到達すると、リフトピン13はそれ以上に下降できないが、サセプタ20はさらに下降する。このため、サセプタ20に対し相対的にリフトピン13が上昇し、やがて、図2において基板Wが無い状態となる。
このようにサセプタ20に対し相対的にリフトピン13が上昇した状態で、図示しないハンドラにより基板Wを反応容器11内に搬送し、各リフトピン13の頭部13bにより主表面を上にして基板Wを支持させる。
そして、ハンドラを退避させる一方で、サセプタ支持部材12を上昇させるのに伴わせて、サセプタ20を上昇させていき、この上昇の過程で座ぐり21の外周側部分が基板Wの主裏面に到達すると、それまでリフトピン13の頭部13b上に支持されていた基板Wが、座ぐり21の外周側部分により支持された状態へと移行する。このとき、基板Wの主裏面に形成されたCVD酸化膜1は、サセプタ20の孔部22に臨むように配置される。
さらに、リフトピン用孔部23の縁部がリフトピン13の頭部13bに到達すると、それまで反応容器11の内部底面により支持された状態であったリフトピン13は、サセプタ20により支持された状態へと移行する(図1参照)。
【0028】
このようにサセプタ20により基板Wを支持させたら、気相成長を行う。
すなわち、サセプタ支持部材12を鉛直軸回りに回転駆動させることによりサセプタ20及び基板Wを回転させる。そして、加熱装置14a、14bに電力を供給し、サセプタ20上の基板Wを所望の成長温度に加熱し、この温度を保持するとともに、気相成長用ガス導入管15を介して基板Wの主表面上に気相成長用ガスを略水平に供給する。一方、パージガス導入管16を介してサセプタ20の下側に水素ガスを導入する。したがって、気相成長中、サセプタ20の上側には気相成長用ガス流が、下側にはパージガス流がそれぞれサセプタ20及び基板Wと略平行に形成される。
このように気相成長を行うことにより、基板Wの主表面上にシリコンエピタキシャル層を形成して、シリコンエピタキシャルウェーハWを製造することができる。
【0029】
ここで、本実施の形態で、サセプタ20に配置する基板Wは、主裏面にCVD酸化膜1が形成されているので、気相成長中、基板Wを加熱することによってCVD酸化膜1内に吸着された水分が、該CVD酸化膜1から脱離して放出されることになる。
これに対し、本実施の形態で使用するサセプタ20は、上述したように裏面に貫通する孔部22がCVD酸化膜に臨むように形成されているので、CVD酸化膜1から脱離した水分を、孔部22を介してサセプタ20の下面側から円滑に放出させることができ、水分が基板Wの主表面側に回り込んで、シリコンエピタキシャル層に微少な凹凸を形成し難くなり、ヘイズを抑制できる。
しかも、孔部22が、基板Wの主裏面の外周縁部に臨む位置に形成されているので、サセプタ20の裏面側からの輻射光の影響を最小限にとどめながら、水分が基板Wの主表面側に回り込んでしまう前に、孔部22を介してサセプタ20の下側に放出させることができる。
さらに、基板Wを上段座ぐり部21aに支持させた状態では、基板Wの主裏面と下段座ぐり部21bとの間に僅かな間隔が生じて、該間隔を水分が穏やかに流通可能となる。よって、下段座ぐり部21bの一部(例えば、最外周部)にのみ孔部22が形成されている場合でも、CVD酸化膜1から脱離される水分を円滑に放出させることができる。
【0030】
シリコンエピタキシャルウェーハWを製造したら、該製造後のシリコンエピタキシャルウェーハWを、反応容器11外に搬出する。
すなわち、予めサセプタ20の回転を止めた後に、サセプタ支持部材12を下降させて、図2に示すように、各リフトピン13を互いに略等量だけサセプタ20上方に突出動作させ、この突出動作に伴わせて基板Wをサセプタ20の座ぐり21上方に上昇させる。そして、図示しないハンドラにより基板Wを搬出する。
【0031】
次に、上述したサセプタ20と、孔部22を有しないサセプタ(以下、孔無しサセプタという;図示略)とをそれぞれ使用して、シリコン単結晶基板(以下、単に基板という)Wの主表面上にシリコンエピタキシャル層を気相成長することによりシリコンエピタキシャルウェーハWを製造した。なお、孔無しサセプタは、孔部22を有しない点以外は、サセプタ20と同様の構成をなしているものとする。
【0032】
まず、直径200mm、抵抗率約0.01〜0.02Ω・cm、p型、面方位(100)の基板Wの主裏面に、常圧CVD法によって膜厚500nm〜800nmのCVD酸化膜1を形成した。このCVD酸化膜1は、キャリアガスとして窒素ガスを用いて、モノシラン0.05〜0.15容量%、酸素0.5〜1.5容量%を混合した反応ガス雰囲気中で基板Wを約350〜450℃に加熱することによって形成する。このようにして得られるCVD酸化膜1中には約3重量%のOH基が含まれる。
次いで、上記CVD酸化膜1が形成された基板Wを、上記サセプタ20と孔無しサセプタとにそれぞれ配置して、抵抗率約10Ω・cm、p型、厚さ約6μmのシリコンエピタキシャル層を気相成長してシリコンエピタキシャルウェーハWを製造した。
その結果、上記孔部22を有するサセプタ20を使用した場合には、ヘイズによる不良率が0%であったが、孔無しサセプタを使用した場合には、ヘイズによる不良率が3.6%であった。
【0033】
このことは、下段座ぐり部21bに孔部22が形成されたサセプタ20を使用した場合には、孔無しサセプタを使用した場合に比べて、CVD酸化膜1から脱離した水分が、基板Wの主表面側に回り込んで基板主表面のエピタキシャル層に沿って流れることを防止し、エピタキシャル層の表面に凹凸が形成されることなく、ヘイズの発生が抑制されたことを顕著にあらわしていると言える。
【0034】
以上、本発明の実施の形態のシリコンエピタキシャルウェーハWの製造方法によれば、下段座ぐり部21b、すなわち、座ぐり21内の最外周部よりも中心側に、裏面に貫通し、気相成長の際にも開放状態となる孔部22が形成されたサセプタ20を使用し、孔部22にCVD酸化膜1が臨むように基板Wを配置して基板Wの主表面上にシリコンエピタキシャル層を気相成長させるので、気相成長の際の加熱によって基板Wの主裏面に形成されたCVD酸化膜1から脱離した水分を、孔部22を介してサセプタ20の下側に円滑に放出させることができる。よって、CVD酸化膜1から脱離した水分の影響により、エピタキシャル層の表面に微少な凹凸が形成されることなく、ヘイズの発生を抑制できる。
【0035】
なお、本実施の形態では、図3に示すサセプタ20を使用したが、例えば、以下に挙げるサセプタを使用しても良い。
[第2の実施の形態]
上記においては、座ぐり21が、上段座ぐり部21aと下段座ぐり部21bとを有する二段構成を成しているサセプタ20について説明したが、本発明はこれに限らず、孔部22が座ぐり21の最外周部よりも中心側に配置されていれば良く、例えば図4に示すように座ぐり21が一段のみのサセプタ30であっても良い。
すなわち、図4に示すように、基板Wの面取部2よりも中心側の主裏面に臨む位置に多数の孔部22が形成されていても良い。また、孔部22は、座ぐり21と中心が略等しい円周上に多数配置しても良い。
【0036】
[第3の実施の形態]
上記においては、孔部22がいずれもサセプタ20、30の厚み方向に対して平行となるように設けられていたが、例えば図5に示すように、孔部22をクランク状としたサセプタ40であっても良い。
なお、図5に示すサセプタ40は、図3に示すサセプタ20と異なり、下段座ぐり部21bが凹曲面形状に形成され、さらに孔部22の形状が異なっており、その他の点では上記サセプタ20と同様であるので同様の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
このサセプタ40の孔部22は、基板Wの裏面側から加熱する熱源(特に、加熱装置14b)から、孔部22を介して直接的に輻射される熱輻射を妨げることによって、基板Wの局所的過熱を抑制する過熱抑制部221、222を有している。
過熱抑制部221、222は、孔部22をクランク状とすることにより設けられたものである。すなわち、下段座ぐり部21bには、基板Wを支持する側の面と、その裏面とから、互いに一部のみが重なり合うように位置のずれた孔部223、224が、それぞれサセプタ40を貫通しないがサセプタ40内部で互いに通じ合う深さに形成されることによって、孔部22がクランク状とされている。そして、孔部223が突き当たる部位が過熱抑制部221を構成し、孔部224が突き当たる部位が過熱抑制部222を構成している。
なお、このような過熱抑制部221、222は、座ぐり21が一段のみのサセプタ30に適用しても良い。
このように孔部22は過熱抑制部221、222を有するので、熱源(加熱装置14b)から基板Wへの孔部22を介した直接的な熱輻射を妨げることができる。よって、基板Wの局部的な過熱が抑制されて、シリコンエピタキシャル層の膜厚を均一とすることができる。
【0037】
[第4の実施の形態]
図6〜図8に示すように、これらサセプタは、図5に示すサセプタ40と孔部22の形状のみが異なり、その他の点では上記サセプタ40と同様であるので同様の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
図6及び図7に示すサセプタ50、60の孔部22は、過熱抑制部225、226を有しており、過熱抑制部225、226は、孔部22をサセプタ50、60の厚み方向に対して直線状に傾斜させることにより設けられたものである。すなわち、孔部22の縁部分が過熱抑制部225、226を構成する。なお、図6、図7に示すように傾斜方向は任意である。
また、図8では、過熱抑制部227は、孔部22をサセプタ70の厚み方向に対して円弧状に湾曲させることにより設けられたものである。すなわち、孔部22の縁部分が過熱抑制部227を構成する。
なお、このような過熱抑制部225、226、227は、座ぐり21が一段のみのサセプタ30に適用しても良い。
【0038】
[第5の実施の形態]
上記においては、孔部22が円筒形状である例について説明したが、例えば内空断面が矩形状をなすような円筒以外の筒形状であっても良い。また、例えば、図9に示すサセプタ80のように孔部22がスリット状であっても良く、図10に示すサセプタ90のように孔部22が円環状であっても良い。なお、図9及び図10に示すサセプタ80、90は、図3に示すサセプタ20と孔部22の形状のみが異なり、その他の点では上記サセプタ20と同様であるので同様の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
図9では、下段座ぐり部21b(の例えば最外周部)に座ぐり21の中心が略等しい円周に沿う、スリット状(つまり、円弧状)の孔部22が形成されている。
なお、図示は省略するが、座ぐり21と中心が略等しい複数の同心円上にそれぞれ沿うスリット状の複数の孔部22を形成することとしても良い。また、座ぐり21が一段のみのサセプタ30に、スリット状の孔部22を適用しても良い。
【0039】
図10では、上段座ぐり部21a等を有する外周側部分110aと、下段座ぐり部21bを構成する内周側部分110bとに分割された分割構造をなしている。ここで、外周側部分110aの中央の開口部110cの内径は、内周側部分110bの外径と比べて、大きく設定されている。
そして、外周側部分110aの開口部110c内に、該開口部110cの内周壁に接しないように内周側部分110bを配置することにより、内周側部分110bと外周側部分110aとの間隔に、円環状の孔部22が形成される。
なお、スリット状の孔部22や円環状の孔部22は、座ぐり21が一段のみのサセプタ30に適用しても良い。
【0040】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態では枚葉式のサセプタに本発明を適用した例についてのみ説明したが、これに限らず、多数枚式のサセプタに適用しても良い。
また、サセプタがリフトピン用孔部を備える例について説明したが、これに限らずサセプタがリフトピン用孔部を備えていなくても良い。
【0041】
【発明の効果】
本発明のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法によれば、半導体基板の主裏面に形成されたCVD酸化膜から気相成長の際の加熱によって脱離した水分を、孔部を介してサセプタの下側に円滑に放出させることができる。よって、CVD酸化膜から脱離した水分の影響により、エピタキシャル層の表面に微少な凹凸が形成され難くなり、ヘイズの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】気相成長装置の模式的な正面断面図であり、特に、気相成長中の状態を示す。
【図2】気相成長装置の模式的な正断面図であり、特に、リフトピンにより基板をサセプタ上方に支持した状態を示す。
【図3】サセプタの一例を示す図であり、(a)は正面断面図、(b)は平面図である。
【図4】サセプタの一例を示す正面断面図である。
【図5】サセプタの一例を示す図であり、(a)は正面断面図、(b)は平面図である。
【図6】サセプタの一例を示す図であり、(a)は正面断面図、(b)は平面図である。
【図7】サセプタの一例を示す図であり、(a)は正面断面図、(b)は平面図である。
【図8】サセプタの一例を示す図であり、(a)は正面断面図、(b)は平面図である。
【図9】サセプタの一例を示す図であり、(a)は正面断面図、(b)は平面図である。
【図10】サセプタの一例を示す図であり、(a)は正面断面図、(b)は平面図である。
【符号の説明】
1 CVD酸化膜
14b 加熱装置(熱源)
20 サセプタ
21 座ぐり
21a 上段座ぐり部
21b 下段座ぐり部
22 孔部
221、222、225、226、227 過熱抑制部
W 半導体基板、シリコンエピタキシャルウェーハ
Claims (7)
- 主裏面にCVD酸化膜が形成された半導体基板の主表面上にシリコンエピタキシャル層を気相成長することによってシリコンエピタキシャルウェーハを製造するシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法において、
内部に半導体基板が配置される座ぐりが形成され、該座ぐり内の最外周部よりも中心側に、裏面に貫通し、気相成長の際にも開放状態となる孔部が形成されたサセプタを使用し、
前記孔部に前記CVD酸化膜が臨むように前記半導体基板を配置して、該半導体基板の主表面上にシリコンエピタキシャル層を気相成長させることを特徴とするシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。 - 前記孔部は、前記半導体基板の主裏面の外周縁部に臨む位置にのみ形成されていることを特徴とする請求項1に記載のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
- 主裏面にCVD酸化膜が形成された半導体基板の主表面上にシリコンエピタキシャル層を気相成長することによってシリコンエピタキシャルウェーハを製造するシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法において、
内部に半導体基板が配置される座ぐりが形成され、該座ぐりが、前記半導体基板の外周縁部を支持する上段座ぐり部と、該上段座ぐり部よりも中心側下段に形成された下段座ぐり部とを有する二段構成をなしており、前記下段座ぐり部に、裏面に貫通し、気相成長の際にも開放状態となる孔部が形成されたサセプタを使用し、
前記孔部に前記CVD酸化膜が臨むように前記半導体基板を配置して、該半導体基板の主表面上にシリコンエピタキシャル層を気相成長させることを特徴とするシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。 - 前記孔部は、前記半導体基板の裏面側から加熱する熱源から、前記孔部を介して直接的に輻射される熱輻射を妨げることによって、前記半導体基板の局所的過熱を抑制する過熱抑制部を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
- 前記過熱抑制部は、前記孔部をクランク状とすることにより設けられたものであることを特徴とする請求項4に記載のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
- 前記過熱抑制部は、前記孔部を前記サセプタの厚み方向に対して直線状に傾斜させることにより設けられたものであることを特徴とする請求項4に記載のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
- 前記過熱抑制部は、前記孔部を前記サセプタの厚み方向に対して湾曲させることにより設けられたものであることを特徴とする請求項4に記載のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
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